ligação metalica

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R. bras. Ens. Ci. Tecnol., Ponta Grossa, v. 9, n. 2, p. 93-107, mai./ago. 2016. 
 
 
 
 
 
 
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 https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect 
 
Abordagem de ligação metálica numa 
perspectiva de Ensino por situação-
problema 
RESUMO 
Imerson da Mota Ferreira 
imersonmota@gmail.com 
0000-0002-6722-7790 
Professor da rede privada do estado de 
Pernambuco, Brasil. 
Lucas dos Santos Fernandes 
luckfernandez@hotmail.com 
0000-0003-3038-3527 
Universidade Federal do Vale do São 
Francisco, São Raimundo Nonato, Piauí, 
Brasil. 
Angela Fernandes Campos 
afernandescampos@gmail.com 
0000-0002-1294-3124 
Universidade Federal Rural de 
Pernambuco, Recife, Brasil. 
 O presente estudo avaliou a eficácia de uma estratégia didática pautada no ensino por 
situações-problema (SP) na abordagem de ligação metálica. Uma SP é uma situação didática 
na qual se propõe ao sujeito uma tarefa que ele não pode realizar sem efetuar uma 
aprendizagem precisa. A aprendizagem, que constitui o objetivo da situação-problema 
acontece quando o obstáculo é transposto na realização da tarefa. Estudantes do Curso de 
Licenciatura em Química de uma Instituição Federal de Ensino Superior participaram da 
pesquisa. A metodologia consistiu na: elaboração de uma SP sobre ligação metálica; 
intervenção didática com utilização de hipermídia, experimento sobre condução elétrica, 
vídeo sobre condução térmica; análise das respostas dos estudantes à SP a partir de 
categorias que contemplam os três níveis do conhecimento químico, teórico, 
representacional, fenomenológico. Os resultados evidenciaram a importância dos 
instrumentos utilizados e a maioria dos estudantes conseguiu responder a SP, sendo que 
alguns deles apresentaram dificuldade na representação da ligação metálica. 
PALAVRAS-CHAVE: Situação-Problema. Estudantes. Ligação Metálica. 
 
 
 
https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect
http://orcid.org/0000-0002-6722-7790
 
 
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INTRODUÇÃO 
As ligações químicas representam um assunto de fundamental importância, e 
seu conhecimento é essencial para um melhor entendimento das transformações 
que ocorrem em nosso mundo. Para muitos investigadores, o conceito de ligação 
química é considerado crucial dentro da química, tendo em vista que, sua 
compreensão permite que o estudante possa desenvolver com êxito outras áreas 
desta ciência, por exemplo, reações químicas, estruturas moleculares, equilíbrio 
químico, termodinâmica e inclusive conteúdos da biologia. Apesar de sua 
importância, o tema ligação química, tem sido apontado por alguns investigadores 
(Coll & Treagust, 2003, De Posada, 1997) como sendo de difícil compreensão por 
parte dos alunos (Acar & Tahan, 2008). Dentre os três tipos de ligação química 
(iônica, covalente e metálica), a literatura aponta a ligação metálica como sendo a 
menos assimilada pelos estudantes. Considerando as dificuldades identificadas 
nos estudos que envolvem o ensino e a aprendizagem de ligação metálica, esta 
investigação propõe avaliar a eficácia de uma estratégia didática elaborada tendo 
como referência teórica o ensino por situação-problema (SP). 
Assumimos nesse estudo a ideia de Meirieu (1998, p.192) sobre SP: “uma 
situação didática na qual se propõe ao sujeito uma tarefa que ele não pode realizar 
sem efetuar uma aprendizagem precisa. E essa aprendizagem, que constitui o 
verdadeiro objetivo da situação-problema, se dá ao vencer obstáculos na 
realização da tarefa”. 
No ensino por situação-problema há no enunciado a presença de um 
obstáculo. A transposição desse obstáculo é garantia, segundo Meirieu (1998), que 
ocorreu a aprendizagem. Nesse sentido, é importante que o professor ao elaborar 
uma situação-problema tenha conhecimento sobre o nível cognitivo dos 
estudantes, pois o obstáculo presente na SP não pode ser tão difícil para que o 
indivíduo não evite a aprendizagem, nem ser tão simples, de tal forma que se perca 
a noção da presença do obstáculo. Além disso, a SP precisa despertar no indivíduo 
o interesse por resolvê-la, ou seja, o aprendiz precisa sentir-se motivado para a 
busca da solução. Nesse sentido, Lopes (1994) comenta que a SP deve estar 
contextualizada. Estudos mostram (Veríssimo, 2011, Lacerda, 2012), que 
abordagem de conteúdos químicos por meio de situações-problema é relevante e 
deve estar presente no ensino atual de Química, pois, proporciona o 
desenvolvimento de competências diversas relacionadas com procedimentos, 
atitudes, representação, comunicação, investigação. 
É importante destacar que resolver uma SP é diferente de resolver exercícios. 
Nos exercícios, o estudante geralmente faz uso de algorítimos prontos, já 
estabelecidos, por isso, exige muito pouco do estudante o raciocínio. Baseiam-se 
na repetição e automatismo e são apresentados pelo professor após o processo de 
ensino e aprendizagem (Lopes, 1994). Resolver uma SP, segundo Silva et al., (p.2, 
2014), 
exige muito mais que conhecer: exige saber agir, tomando como base os 
conhecimentos pré-construídos. Além disso, o processo de resolução da 
situação-problema pode potencializar a interação entre aluno-professor e 
aluno-aluno uma vez que ocorrerá uma permanente discussão dos conteúdos 
químicos o que poderá propiciar uma construção coletiva do conhecimento 
 
 
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Por isso, propor estratégias didáticas tendo como referencial o modelo de 
ensino por situação-problema demanda do professor pesquisa, planejamento e 
competências diversas. 
Metodologia 
Sujeitos da Pesquisa 
Participaram 09 alunos do curso de Licenciatura em Química de uma 
Instituição Federal de Ensino Superior que estavam cursando a disciplina Química 
Inorgânica, oferecida no quarto período. Os alunos foram distribuídos em dois 
grupos, um com cinco componentes e o outro com quatro componentes a fim de 
que eles pudessem participar de forma colaborativa no processo de resolução da 
situação-problema. 
Elaboração de uma Situação-Problema (SP) 
O ensino por meio de SP pode desenvolver nos estudantes aprendizagens 
diversas. No entanto, o processo de elaboração de uma SP não é algo simples e 
demanda um bom planejamento do professor/pesquisador. Nesse sentido, a fim 
de contribuir, alguns autores dão orientações para o trabalho do professor em sala 
de aula. Mais uma vez nos reportamos a Meirieu (1998, p.181) e considerando suas 
orientações (tabela 1) foi elaborada a SP descrita a seguir e as atividades que foram 
desenvolvidas com os estudantes. 
A SP constou de uma notícia verídica, retirada de um site: a reportagem relata 
um roubo de fios de fibra ótica, na qual esses fios possuem o metal cobre: seis 
homens foram presos em flagrante roubando fios de cobre da empresa de 
telefonia Oi. A polícia chegou até os suspeitos por meio de denúncias anônimas de 
que uma quadrilha estaria furtando o material. Ao chegar ao local, os policiais 
encontraram um caminhão caçamba com 13 tubos de fios de cobre. Cada tubo 
possuía cerca de seis metros. De acordo com informações repassadas pelos 
suspeitos aos policiais, cada quilo de fio de cobre seria vendido a R$ 7. Após a 
prisão, o grupo foi encaminhado à Delegacia de Plantão da Boa Vista. Todos foram 
autuados por furto qualificado e formação de quadrilha. A reportagem acima 
relata o roubo de fios de cobre. Porque esse metal é utilizado na transmissão de 
energia elétrica? Como explicar o seu comportamento considerando os aspectos 
macroscópico, teórico e representacional do conhecimento químico? 
A tabela 1 mostra as orientações de Meirieu (1998) e sua relação com as 
atividades propostas para a intervenção didática com os estudantes. 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 1 - Orientações de Meirieu (1998) para o professor no processode elaboração de 
uma SP. 
 
Orientação de Meirieu Atividades desenvolvidas 
1. Qual o meu objetivo? O que eu quero 
fazer com que o aluno adquira e que para 
ele represente um patamar de progresso 
importante? 
Que os alunos aprendam sobre a ligação 
metálica, com relação aos três níveis do 
conhecimento químico, teórico (microscópico), 
fenomenológico (macroscópico), 
representacional. 
2. Que tarefa posso propor que 
requeira, para ser realizada, o acesso a esse 
objetivo (comunicação, reconstituição, 
enigma, ajuste, resolução, etc.)? 
Inicialmente as instruções-alvo, como 
divisão dos alunos em grupos de no máximo cinco 
componentes. Incentivo a participação deles de 
forma colaborativa a fim de que haja 
levantamento de hipóteses, troca de ideias. 
Realização de uma breve apresentação sobre o 
trabalho a ser desenvolvido. 
3. Que dispositivo devo instalar para 
que a atividade mental permita, na 
realização da tarefa, o acesso ao objetivo? 
Que materiais, documentos, instrumentos 
devo reunir? 
Apresentação da situação-problema, 
realização de um experimento sobre 
condutividade elétrica, apresentação de um 
vídeo sobre a condução e térmica nos metais, e 
discussão sobre uma hipermídia que traz as 
estruturas cristalinas cúbico de face centrada, 
cúbico de corpo centrado e hexagonal compacto 
dos metais. 
4. Que atividades posso propor que 
permitam negociar o dispositivo segundo 
diversas estratégias? Como variar os 
instrumentos, procedimentos, níveis de 
orientação, modalidades de 
reagrupamento? 
 
Atividades mediadas pela professora 
com constantes discussões referentes ao tema, 
interações entre os alunos e entre a professora e 
os alunos. Atividades em grupo. 
 
 
Construção/seleção de instrumentos didáticos 
Os instrumentos didáticos foram construídos/selecionados com base nas 
discussões na literatura (Acar & Tarhan, 2008) sobre as dificuldades de 
 
 
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aprendizagem de ligação metálica. Além disso, buscou-se contemplar os três níveis 
do conhecimento químico, a saber: os aspectos teórico, representacional e 
fenomenológico (Mortimer et al., 2000). O aspecto teórico envolve a natureza 
atômico-molecular, ou seja, explicações abstratas, como átomo, molécula, íon, 
elétron; nesse sentido, seria a Teoria de Lorentz (Atkins, 2006) sobre ligação 
metálica, que envolve a interação entre cátions e elétrons em um retículo cristalino 
(arranjo espacial); o aspecto representacional diz respeito aos conteúdos químicos 
de natureza simbólica, que compreendem informações inerentes à linguagem 
química como fórmulas e equações químicas; nesse caso, estruturas cristalinas 
cúbico de corpo centrado (CCC), cúbico de face centrada (CFC), hexagonal 
compacto (HC) de sólidos metálicos, e o aspecto fenomenológico refere-se ao 
cotidiano, por exemplo, brilho dos metais, à sua maleabilidade, ductibilidade, 
condutibilidades térmica e elétrica (Cavalcanti et al., 2013). Segundo Pauletti et al. 
(2014) no ensino de Química deve-se explorar o universo macro, micro e simbólico, 
ou seja, a cada fenômeno químico se pressupõe que o ensino explore de forma 
concomitante a livre transição entre esses universos representacionais. Segundo 
eles, um ensino que privilegie os três níveis de representação supracitados, poderá 
resgatar elementos do cotidiano, além de aproximar a Química do contexto do 
estudante, fazendo assim, talvez, mais sentido a este estudante. 
Experimento sobre condução elétrica 
Foi realizado com o objetivo de abordar os aspectos macroscópicos da 
substância metálica (figura 1), ou seja, o experimento mostrou a condução elétrica 
nos metais e foi realizada uma discussão sobre o porquê da condução elétrica nos 
metais e em soluções aquosas iônicas. O experimento foi realizado através de três 
testes de condução elétrica. O primeiro foi feito em uma solução de sulfato de 
cobre II (1mol.L¬-1), na qual foi observado, pelos alunos, que a lâmpada do circuito 
acendeu. No segundo foi testada a condução do sulfato cúprico sólido (não acende 
a lâmpada) e último teste foi realizado no cobre metálico, na qual observou que a 
lâmpada do circuito também acendeu. 
Figura 1- Da esquerda para a direita; condutivímetro artesanal, teste na solução de 
sulfato de cobre, teste no sulfato de cobre sólido, teste no metal cobre. 
 
 
 
Vídeo sobre condução térmica 
O vídeo selecionado mostra um fio de cobre metálico com bolinhas de cera 
(figura 2). Este fio é aquecido até um ponto em que as bolinhas de cera vão 
 
 
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soltando do fio de cobre, pois o material de cera tem ponto de fusão baixo e 
derrete facilmente na presença de calor. 
Figura 2 - Experimento sobre condução térmica nos metais. 
 
Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=SyxmQysa1N8). 
Hipermídia sobre ligação metálica 
Tendo em vista os problemas apontados na literatura sobre a dificuldade dos 
estudantes, em diferentes níveis de ensino, sobre a teoria de Lorentz (Atkins, 
2006), referente à ligação metálica e a representação microscópica das estruturas 
cristalinas dos metais, foi elaborada por nós, e utilizada uma hipermídia para o 
ensino dos aspectos teóricos e representacionais da ligação metálica 
(www.semente.pro.br). A hipermídia é constituída por uma introdução sobre o 
que seria a ligação metálica de acordo com a teoria dos elétrons livres. Em seguida, 
são mostradas as estruturas mais comuns em que os metais se cristalizam: cúbica 
de face centrada (CFC), cúbica de corpo centrado (CCC), e hexagonal compacta 
(HC). Os desenhos dessas estruturas inicialmente contêm apenas a representação 
dos cátions nos retículos, ao lado existe um botão que ao ser acionado faz com que 
surjam elétrons em movimento desordenado por toda a estrutura. 
Figura 3. Estruturas cristalinas cúbico de corpo centrado (CCC), cúbico de face centrada 
(CFC), hexagonal compacto (HC), com animação. 
 
Fonte: (www.semente.pro.br). 
 
http://www.youtube.com/watch?v=SyxmQysa1N8
http://www.semente.pro.br/
 
 
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A figura 3 da hipermídia corresponde às imagens após o botão animar ser 
acionado. Ao lado das figuras na hipermídia original encontram-se exemplos de 
metais comuns que se cristalizam sob a forma cristalina que a figura representa. 
Por exemplo, a cúbica de corpo centrada são os metais: ferro, Fe, sódio, Na, cromo, 
Cr e potássio, K. Na de cúbica de face centrada estão: cálcio, Ca alumínio, Al, 
chumbo, Pb, níquel, Ni, cobre, Cu, ouro, Au, prata, Ag e platina, Pt. Finalmente, a 
hexagonal compacta: cobalto, Co, titânio, Ti, zinco, Zn e magnésio, Mg. A 
hipermídia está disponível para visualização e download no site: 
www.semente.pro.br. Ela pode ser usada por professores e alunos durante o 
ensino de ligação metálica como modelo explicativo da teoria dos elétrons livres a 
fim de diminuir a abstração relacionada ao tema. 
Intervenção Didática 
A intervenção didática teve duração de seis aulas, sendo cada aula com 
duração de 50 minutos. Todas as aulas foram filmadas e esse procedimento 
auxiliou na sistematização e análise dos dados. Nas duas primeiras aulas a SP foi 
apresentada aos estudantes organizados em dois grupos. Eles, com a orientação 
da professora/pesquisadora emitiram hipóteses com relação às respostas a SP. 
Nessas aulas, a professora apenas orientou as discussões e interações entre os 
estudantes de cada grupo sem se posicionar quanto às hipóteses lançadas por eles. 
Nas duas aulas seguintes foi realizado o ensino formal de ligação metálica. Os 
estudantes vivenciaram o experimento sobre condutividade elétrica (figura 1), na 
qual a professora/pesquisadora questionava os alunos se o sistema testado iria 
acender e por que acenderia. Logo após a discussãosobre condutividade elétrica 
houve a apresentação do vídeo sobre condutividade térmica (figura 2) para a 
discussão das propriedades macroscópicas dos metais. O vídeo selecionado 
mostra um fio de cobre metálico com bolinhas de cera. Este fio é aquecido até um 
ponto em que as bolinhas de cera vão soltando do fio de cobre. Finalmente, os 
estudantes utilizaram a hipermídia sobre ligação metálica que versa sobre a teoria 
de Lorentz. Na terceira e quarta aulas os alunos responderam, de forma individual, 
à situação-problema proposta. 
Análise dos dados 
Após a vivência da intervenção didática pelos estudantes, eles foram 
solicitados a responderem a SP proposta. A fim de facilitar a análise, os estudantes 
foram orientados a além de se posicionarem de forma escrita também 
representassem a estrutura do composto metálico, nesse caso, o Cu. Dessa forma 
seria possível analisar nas respostas dos estudantes a compreensão deles sobre os 
três níveis do conhecimento químico. 
As respostas dos estudantes à SP foram analisadas segundo as categorias de 
análise que constam no quadro 1. Elas são consideradas categorias a priori, sendo 
estabelecidas tendo com base o referencial teórico consensual científico sobre 
ligação metálica (Atkins, 2006) e os três níveis do conhecimento químico, teórico, 
macroscópico e representacional (Mortimer et al., 2000). 
 
 
 
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Quadro 1- Tipos de resposta e critérios de análise. 
 
Resultados e Discussão 
Intervenção Didática 
Hipóteses iniciais dos grupos 
O grupo 1 inicia a discussão a partir dos aspectos macroscópicos do cobre 
remetendo a propriedades como maleabilidade, o custo mais acessível, 
condutividade. No aspecto teórico os alunos mencionam que a condutividade do 
cobre é devido aos elétrons livres agrupados aos átomos de cobre. O nível 
representacional, o grupo 2 apresenta três representações iniciais diferentes para 
a ligação metálica. A primeira representação o aluno mostra, como esperado, que 
a ligação metálica é formada por cátions e elétrons e os elétrons estão se 
movimentado por toda a estrutura. Já na segunda representação o aluno mostra 
que a ligação metálica é formada por cátions e elétrons, só que diferentemente da 
primeira representação, este aluno relata que os elétrons estão se movimentando 
apenas na superfície da estrutura metálica (parte de baixo da figura 4), 
demonstrando possuir uma concepção alternativa (ideia divergente da teoria 
científica) em relação à estrutura da ligação metálica. Na terceira representação 
feita pelo grupo houve o comentário que a ligação metálica é um tipo de ligação 
iônica, pois, ambos os compostos, metálico e covalente, conduzem corrente 
elétrica. Um aluno representou dois núcleos com os elétrons na camada de 
valência (parte de cima da figura 4). Ele comentou que o átomo que perdeu o 
elétron ficou positivo e o que ganhou elétron tornou-se negativo remetendo assim 
a ligação iônica. A concepção alternativa apresentada por um dos estudantes do 
grupo se insere nos problemas de aprendizagem de ligação química retratados em 
outros estudos, inclusive em nível internacional. Por exemplo, De Posada (1993), 
comenta que os alunos apresentam ideias confusas sobre a estrutura interna das 
Tipos de Resposta Categorias 
Satisfatória (S) Aquelas em que os alunos respondem corretamente os três 
níveis do conhecimento químico: macroscópico, teórico e 
representacional apresentados na situação problema. Ou seja, comenta 
que o cobre é um bom transmissor de corrente elétrica devido à 
mobilidade dos elétrons e representa a substância utilizando a teoria de 
Lorentz. 
Parcialmente 
Satisfatória (PS) 
Aquelas em que os alunos respondem corretamente pelo menos um 
dos três níveis abordados. 
Insatisfatória (I) Aquelas em que os alunos responderam incorretamente os três 
níveis de conhecimento ou não 
responderam. 
 
 
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substâncias químicas. Segundo ele, a necessidade do estudante ter que recorrer a 
modelos com alto nível de abstração contribui na dificuldade relacionada com a 
representação de estruturas químicas. Também, o estudo de Acar e Tarhan (2008) 
mostrou que os estudantes apresentaram a seguinte concepção alternativa: 
“existem ligações iônicas em metais porque compostos iônicos são bons 
condutores elétricos”. De forma similar, nossos alunos atribuem a estrutura do 
metal semelhança com a estrutura de um composto iônico pelo fato desses 
compostos apresentarem uma propriedade em comum, a condução elétrica. 
Figura 4 - Representação do grupo 1 referente ao metal cobre. 
 
 
O grupo 2 iniciou a discussão sobre os aspectos macroscópicos da utilização 
do cobre, por exemplo, a transmissão de energia elétrica, em seguida, discutiram 
sobre o aspecto teórico da condução do cobre. Eles justificaram a condução 
elétrica no cobre devido à ligação metálica, segundo um dos alunos o denominado 
"mar" de cátions e elétrons. Já no aspecto representacional o grupo representa a 
ligação metálica entre cátions de cobre e elétrons (figura 5). Esta representação 
aproxima-se da encontrada na comunidade científica na qual a ligação metálica é 
fornada por cátions e elétrons, e esses elétrons estão em movimentação sendo 
responsáveis pela condução elétrica. 
Figura 5 - Representação do grupo 2 referente ao metal cobre. 
 
Os grupos de estudantes realizaram nas aulas seguintes o experimento sobre 
condução elétrica (figura 1). Assim explicou-se que a condução ocorreu no sulfato 
de cobre em solução e no cobre metálico, no primeiro caso, devido à 
movimentação dos íons e, no segundo caso, devido à movimentação dos elétrons. 
Não houve o acendimento da lâmpada no sulfato de cobre sólido, pois os íons 
estão “fixos” no retículo cristalino, logo, não ocorrendo a movimentação dos íons, 
não há condução elétrica. Antes de iniciar o vídeo sobre a condução térmica dos 
 
 
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metais (figura 2) questionou-se os alunos sobre quais bolinhas cairiam primeiro e 
houve duas hipóteses: (i) cai a primeira bolinha, em seguida a segunda e depois a 
terceira; (ii)- as três bolinhas de cera caem ao mesmo tempo. O vídeo é 
apresentado e a primeira hipótese é confirmada. Em seguida, houve a discussão 
de outras propriedades dos metais como ductibilidade e maleabilidade 
relacionando-as com a disposição dos cátions nas estruturas dos metais. Discutiu-
se também sobre os altos pontos de fusão e ebulição que muitos metais 
apresentam, explicando que essas características não são apenas dos compostos 
iônicos. Também comentou-se que existem exceções nesta propriedade, citando 
o metal Gálio, concluiu dizendo que essas propriedades acontecem devido à 
interação eletrostática entre os elétrons e os cátions dos metais. 
 Na sequência a professora abordou o nível teórico da ligação metálica 
explicitando a teoria de Lorentz e sua relação com as propriedades, para isso foi 
utilizada a hipermídia (figura 3) sobre ligação metálica. Esta hipermídia foi 
utilizada, também, para o ensino do nível representacional da ligação, na qual, os 
alunos puderam visualizar os retículos mais comuns que os metais se cristalizam e 
uma animação que remete a movimentação dos elétrons “livres” em toda 
estrutura do metal. 
Respostas dos estudantes à SP 
O grupo 1 foi formado por 5 alunos que foram denominados neste estudo de 
A1, A2, A3, A4 e A5. Três alunos demonstram conhecer as propriedades 
macroscópicas dos metais e a teoria que rege a ligação metálica, porém não 
conseguem representar a ligação num retículo. Um aluno apenas mostra 
conhecimentos sobre as propriedades macroscópicas dos metais. A análise 
individual dos alunos mostrou que: 
A1 retrata em sua resposta apenas o aspecto macroscópico do metalcobre, 
ou seja, suas propriedades, sem relacioná-las com os aspectos teórico e 
representacional: 
“Apesar de não ser um metal nobre, o cobre dentre os metais não nobres é 
um dos metais que apresentam menor resistência a eletricidade, ou seja, facilita a 
transmissão da energia elétrica... É um metal não nobre, mas que se aproxima 
bastante das características dos nobres, como por exemplo, excelente 
durabilidade, maleabilidade, baixa resistência elétrica, difícil oxidação entre 
outros.” 
Já A2, A3 e A4 relatam o aspecto macroscópico como esperado, além disso, 
eles fazem menção a teoria dos elétrons livres (aspecto teórico) (Atkins, 2006) e 
A2 cita a teoria como sendo a de Lorentz: 
A2: “Aspectos macroscópicos: resistência mecânica, maleabilidade e 
condutividade. Teórico: teoria de Lorentz - Há cátions do metal dispostos de forma 
que haja transferência eletrônica devido aos elétrons livres”. 
Apesar de A2 citar corretamente a teoria de Lorentz para a ligação metálica, 
ele traz uma concepção alternativa sobre transferência de elétrons nos cátions, 
remetendo a ligação metálica à ligação iônica, esta concepção também é 
encontrada em alguns trabalhos na literatura (Acar & Tarhan, 2008, De Posada, 
1997). 
 
 
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A3: “Considerando os aspectos macroscópicos o cobre é metal leve, bom 
condutor, maleável e etc. A boa condução elétrica esta associada pelo cobre fazer 
ligação metálica, no qual onde os elétrons encontram-se deslocalizado”. 
A4: “O cobre é um metal e por sua vez conduz energia elétrica. Podemos 
analisá-lo do ponto de vista macroscópico sua maleabilidade e ductibilidade. Do 
ponto de vista teórico e representacional, sabemos que os metais em geral, em 
especial o cobre, são bons condutores elétricos e térmicos. Isso se deve pelo fato 
de que metais são estruturas compostas pelos cátions de seus elementos, cujas 
cargas são contrabalanceadas pelos elétrons da eletrosfera que ficam em 
constante movimento ao longo de todo metal. Essa fácil movimentação dos 
chamados elétrons livres é facilitado pela energia de ionização.” 
A4 em sua resposta cita e tenta explicar o aspecto representacional da ligação 
no cobre, porém não representa tal estrutura. 
 Apenas um aluno do grupo 1, A5 apresentou resposta satisfatória, ou seja, 
contemplou os três níveis do conhecimento químico exigidos na situação-
problema. 
Macroscópico e teórico: “Os fios de Cu, assim como todos os metais são bons 
condutores elétricos e térmicos. O cobre é utilizado na transmissão de energia 
elétrica por apresenta algumas propriedades dos metais, como por exemplo: boa 
condutividade elétrica, devido à mobilidade de elétrons, tem maleabilidade e 
ductibilidade, por apresentarem camadas que deslizam uma sobre a outra e 
permite que deslizem umas sobre a outra e permite que se transformem em 
laminas finas e fios, são baratos em relação a outros metais.” 
Representacional: 
Figura 8 - Representação da ligação metálica do aluno A5. 
 
Fonte: Própria. 
A maioria dos alunos do grupo 2 conseguiu responder a situação-problema de 
forma satisfatória e nenhum respondeu de forma insatisfatória a SP. O grupo 2 foi 
formado por 4 alunos, denominados de A6, A7, A8 e A9. 
Neste grupo três dos quatros alunos responderam de forma satisfatória a 
situação-problema, conseguiram explicar, como esperado, as propriedades 
macroscópicas dos metais, a formação da ligação metálica (teórico) e conseguiram 
representar a ligação nos metais. A7 respondeu de forma mais sucinta, mas 
também de forma satisfatória. 
A8 também explica de forma satisfatória o aspecto macroscópico da ligação 
metálica, citando as propriedades da condução térmica e elétrica, ao explicar o 
aspecto teórico, o aluno cita a teoria de Lorentz e representa os cátions do cobre 
envolvidos pelos elétrons. 
 
 
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A9 representa como os demais alunos do grupo a ligação metálica e menciona 
as propriedades macroscópicas, como esperado: “Ele é um metal maleável e dúctil, 
podendo assim ser transformado em fios [...]. É também um metal de fácil 
obtenção e por isso, baixo custo, com relação a alguns outros que possam ser 
melhor condutor”. Com relação ao aspecto teórico A9 considera átomos de cobre 
e não cátions presentes no retículo, além disso, faz confusão entre átomo e 
molécula: “As ligações entre o cobre e ele mesmo são ligações metálicas, este tipo 
de ligação permite que os elétrons de valência fiquem livres para circular nas 
moléculas formando nuvens eletrônicas, esta movimentação dos elétrons faz do 
cobre um bom condutor elétrico”. 
Pelo exposto pode-se inferir que a SP foi elaborada com um obstáculo bem 
identificado, ou seja, a compreensão da ligação metálica articulada aos três níveis 
do conhecimento químico que permitiu aos estudantes formularem hipóteses e 
nesse sentido mobilizar o pensamento crítico. As atividades elaboradas/planejadas 
vinculadas à SP proposta possibilitaram a participação ativa dos estudantes, 
mobilizaram ações e discussões deles em seus grupos e potencializaram interações 
entre aluno-aluno e professor-aluno. Sem dúvida, a sala de aula foi impactada por 
uma organização do ensino que difere do ensino tradicional (transmissão-
recepção) de conteúdos. Ou seja, na perspectiva de Perrenoud (2000) constatou-
se que houve um ensino diferenciado que levou em conta ritmos, características e 
motivações dos estudantes no processo de resolução da SP. 
Conclusão 
A maioria dos alunos que participou da intervenção didática conseguiu de 
forma satisfatória responder a situação-problema levando em consideração os três 
níveis do conhecimento químico. Porém, alguns deles apresentaram dificuldade 
no aspecto representacional. 
Pelas respostas dos alunos a situação-problema pudemos perceber a 
importância dos instrumentos didáticos utilizados, pois observamos os aspectos 
macroscópicos abordados na atividade experimental com o condutivímetro 
artesanal para evidenciar a condução elétrica no metal cobre e na solução iônica 
de sulfato de cobre, CuSO4; o vídeo sobre condução térmica; a teoria sobre ligação 
metálica abordada na hipermídia e aula teórica; o aspecto representacional 
presente na hipermídia mostrando a delocalização eletrônica nas estruturas 
metálicas cristalinas cúbico de corpo centrado (CCC), cúbica de face centrada (CFC) 
e hexagonal compacto (HC). 
A intervenção didática vivenciada mostrou que tanto a SP elaborada, quanto 
os instrumentos didáticos utilizados tiveram eficácia no ensino da ligação metálica. 
Além disso, possibilitou aos estudantes a vivência de um processo de ensino e 
aprendizagem diferenciado do tradicional, fundamentado na transmissão-
recepção de conteúdos, bastante criticado na didática das ciências e também nas 
pesquisas sobre o ensino de química no Brasil. 
 
 
 
 
 
 
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Metallic bond approach through problem 
situation 
ABSTRACT 
 The present study assessed the effectiveness of a didactic strategy implemented in 
problem-based learning (PBL) using the metallic bonding approach. PBL is a didactic 
situation in which students are faced with a task that they cannot perform without accurate 
learning. Learning, the objective of PBL, occurs when the obstacle is transposed during 
execution of the task. Undergraduate chemistry students from a federal university took part 
in the research. The methodology consisted of the following: preparation of PBL regarding 
metallic bonding; didactic intervention using hypermidia, an experiment involving electrical 
conduction and video on termal conduction; analysis of student responses to PBL based on 
categories that include three levels of chemical, theoretical, representational and 
phenomenological knowledge.The results showed the importance of the instruments used 
and that most of the students managed to respond to the PBL, while others exhibited 
difficulties in representing metallic bonding. 
KEYWORDS: Problem Situation. Students. Metalic Bond. 
 
 
 
 
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Recebido: 24 mar. 2015. 
Aprovado: 06 jun. 2016. 
DOI: http://dx.doi.org/10.3895/rbect.v9n2.2838 
Como citar: FERREIRA, I. DA M.; FERNANDES L. S.; CAMPOS, Â. F. Abordagem De Ligação Metálica 
Numa Perspectiva De Ensino Por Situação-Problema. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e 
Tecnologia, v. 9, n. 2, 2016. Disponível em: <https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/view/2838>. Acesso 
em: xxx. 
 
Correspondência: 
Angela Fernandes Campos 
Av Dom Manoel de Medeiros, s/n, 52170 –970 Recife – Pernambuco 
Direito autoral: Este artigo está licenciado sob os termos da Licença Creative Commons-Atribuição 4.0 
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